实验13 粗略测算大气压值实验（解析版）.docx

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1、实验十三、粗略测算大气压强实验剖析【实验目的】粗略估算大气压强的数值。【实验器材】注射器；弹簧测力计；细线；橡皮帽；刻度尺。【实验原理】P=FS知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时，即二力平衡。）【实验步骤】把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔；如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为F；读出注射器针筒上有刻度部分的容积V；用刻度尺测出注射器针筒上有刻度部分的长度L。【实验记录】大气对活塞的压力F/N注射器的容积 V/ml注射器有刻

2、度的部分的长度1/cm活塞的横截面积Sm2大气压的值P/Pa【数据处理】注射器近似圆柱体，由体积公式可以算出活塞的横截面积S=VL根据公式p=E求出大气压强；【考点方向】1、该实验求出的大气压是估测数值，和真实的大气压数值存在差距主要原因是两方面：答：一、活塞与注射器之间存在摩擦;二、空气难以排尽。2、若不考虑其它因素，根据二力平衡的知识可知,研究对象在水平方向所受的大气压力与拉力大小相等。3、注射器顶端装针头处空气无法排尽，这将会使测量结果偏小。4、空气无法排尽可以采取的方法是：将注射器内抽满水，端口向上推动活塞排水，使得顶端保留水，再封旦。5、实验前在活塞周围涂抹润滑油主要好处有：一、减小

3、摩擦;二、增加气密性。6、实验过程中让弹簧测力计和注射器保持在水平方向目的：可以减小 活塞自身重力 对实验的影响,从而提高实验的精确程度。7、当弹簧测力计量程不够时或者为了拉动时更省力可以采取的方法是：可换用小量程注射器。（减小活塞的横截面积）8、该实验的原理依据是：P-F/So知识依据：二力平衡（利用注射器的活塞受到弹簧测力计和大气压力处于平衡状态时，即二力平衡。）9、把注射器的活塞推到注射器筒的底端，这样做的目的是一排尽筒内空气，密封注射器。（从而使得作用在活塞上的力只有大气压力和弹簧测力计拉力）10、实验过程中应该水平方向、缓慢匀速拉动注射器筒,当注射器的活塞刖被拉动时,记下弹簧测力计的

4、示数，此时拉力等于大气压力。11、实验过程中为了减小活塞与筒壁之间的摩擦除了采用涂抹润滑油外，还可以采用：在用橡皮套封住注射器端口前，将其注射器水平放置，用弹簧测力计匀速拉动活塞，测出摩擦力的大小，密封端口后再次拉动测得的弹簧测力计示数减去摩擦力就是大气压力。12、如果考虑活塞和筒壁之间摩擦力对实验的影响，所测的大气压值应该比标准值儡大。经典母题小明利用最大刻度值标有2. 5mL的一次性注射器等器材，对大气压的值进行测量。实验步骤如下：A、把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器的小孔；B、用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，沿正确的方向慢慢拉动注

5、射器筒，当注射器的活塞刚开始滑动时记下弹簧测力计示数F=7. 5N；C、测出注射器的全部长度L=4cn甲乙（1）实验所用的器材为：注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和（2）测量大气压的原理为：，受力面积S的表达式为：；实验中研究对象为,不考虑摩擦时，以此研究对象为受力物体的两个施力物体分别为 和 o（3）在如图所示的装置中，小明不能采用图 的装置来估测大气压强，其原因是 o（4）实验时，可先在活塞周围涂抹润滑油，然后将其插入针筒中，这样做有两个好处；一是减小; 二是。（5）反思并回答：实验步骤A的目的是 o指出以上实验步骤中的错误：o步骤B中为什么要在注射器的活塞开始滑动时记下弹簧测力计的示

6、数？ o用测得的物理量表示大气压强的表达式：p=。（6）托里拆利实验是世界上第一个测出大气压的实验；1标准大气压相当于 cm高水银柱产生的压强，约为 Pa0（7）小明发现，同学们在做此实验时测得的大气压值误差较大，对此小形与同学找出了下列可能的原因：O橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；活塞与注射器筒壁间有摩擦；弹簧测力计的示数没有读准:活塞与注射器筒壁不完全密封。上述原因一定会使测量值小于真实值的是（填写序号）。（8）实验室有甲、乙两个注射器，活塞的横截面积分别为0.5c和2cA 若弹簧测力计量程为10N,实验时应选用 （选填“甲”或“乙”）注射器。【答案】（1）刻度尺；（2） P=F/S；

7、 S=V/L；活塞；绳子；大气（或空气）；（3）乙；活塞的重力影响拉力的测量;（4）摩擦；放置装置漏气；（5）排尽空气；C步骤应测出注射器有刻度部分的长度；此时注射器底部对活塞的作用力为零，拉力近似大气对活塞的压力；FLV0 （6） 76； 1.010 （7）；（8）甲。【解析】（1）实验中要测出注射器的长度，因此除了：注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水，还要有刻度尺。（2）本实验测量大气压是以注射器中活塞为研究对象，当排尽里面空气后，将其中出口封闭，活塞刚拉动时，活塞受到绳子和大气的作用力，此时二力是平衡的，可以通过弹簧测力计测出拉力大小，即可以得知近似大气压力F；有注射器的型号可知其体积

8、V,然后用刻度尺测量出有刻度部分的长度L,然后依据S=VL,算出活塞的横截面积S,依据压强的公式P=FS,即可求出近似大气压值。（3）本实验，由于用到活塞受到的拉力和大气压力相等即二力平衡的知识，如果竖直会由于活塞重力的影响，使测量数据产生误差。因此不采用乙图方式。（4）由于实验时，活塞与筒壁之间存在摩擦，气密性要求也比较高，因此通过涂抹润滑油既可以减小摩擦,又可以增加装置的气密性，从而减小测量误差。八活塞推至注射器筒的底端,然后用橡皮帽封住注射器的小孔，是为了排尽其里面的空气；实验剖析I ：=一%器有刻度部分的长度,如果测量全部长度，起始位置产生的误差相对较大，故测量有刻度部分；刚开始拉动时

9、，注射器底部对活塞的作用力为零，拉力近似大气对活塞的压力；刚开始拉动时测量出其F,根据注射器的型号可以得知其V,然后测出有刻度部分的长度L,然后依据S=VL,算出活塞的横截面积S,依据压强的公式P=FS,即可推导出P= FLVo（6）本题考查的大气压的一些常识，1标准大气压相当于76cm高水银柱产生的压强，约为L0X10Ta（7）橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体；活塞与注射器筒壁不完全密封，注射器筒内有空气都会使拉力变小，在面积不变的情况下，测得的大气压会偏小；活塞与注射器筒壁间有摩擦，会使拉力变大，在而积不变的情况下，测得的大气压会偏大；没有读准弹簧测力计的示数可能会导致测量值小于真实值，

10、也可能会大于真实值。因此选择。（8）依据压强的公式P=FS,可知大气压强一定时，接触面枳越大，其受到的压力也越大，因此选择横截面积小些的，拉动起来会更为省力一些，所以选择甲型号的注射器。练习1： （2021.崇川模拟）小明利用2mL注射器、弹簧测力计和刻度尺估测本地的大气压值。（1）如图甲所示，小明将活塞推至注射器筒的底端，用橡皮帽封住注射器的小孔，沿水平方向慢慢地拉动注射器筒，当活塞开始滑动时，此时弹簧测力计示数为4.9N。然后利用刻度尺测出注射器筒刻度部分的长度为4cm,则本地大气压强的测量值为 Pao（2）为判断实验结果的准确性，小明利用自家汽车里的“胎压计”测量实际的大气压，示数如图乙

11、所示，其值为 Pa0（3）对比两次实验结果，小明认为实验中存在下列原因，其中一定不可能的是。A.弹簧测力计的示数没有读准B.注射器中有空气未全部排尽C.活塞与注射器筒壁间摩擦较大(4)小明发现：如果在针筒内吸入一定质量的空气，然后用橡皮帽将气体封闭起来，在推活塞的过程中,越推越费力，由此小明猜想：其他条件一定时，封闭气体的体积越小，压强越大。为了验证自己的猜想,小明用一个2()mL的注射器吸入一定质量的空气后连接到胎压计上，通过推拉活塞，测得数据记录如表：V/mL4681()12p/kPa12080604840根据表中的数据可得出封闭气体的压强p与体积V的数学关系式为:p=(不要求换算和书写单

12、位),当小明不推拉活塞时，注射器内的空气体积为 mL0【答案】(1) 9.8X104； (2) 1x105； (3) C； (4) ； 4.8.V【解析】活塞的横截面积为2 mL4二工A=0.5 cnrp =- = = 9.8 104Pa本地大气压强的测量值为 $ 05xl0 nr如图乙所示，压强为100kPa=l105Pao对比两次数据，甲图测量值偏小，可能是弹簧测力计的示数没有读准或注射器中有空气未全部排尽，活塞与注射器筒壁间摩擦较大会导致拉力变大，压强变大，故不可能是C。(4)由表中数据可知pV=480 ,故P= 等。当小明小明不推拉活塞时，注射器内的空气体积为480.00kPa=4.8

13、 ml练习2： (202()八下.吴中期末)如图所示，小华想估测大气压的大小，她设计的实验方案如下:A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力；B.将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘;C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉，直到吸盘刚脱离玻璃板面;D.量出吸盘与玻璃板接触面的直径，计算出吸盘与玻璃板的接触面积为S；E.根据p=-,计算出大气压的大小p；S（1）小华由于疏忽，将前三个步骤的顺序写颠倒了，正确的顺序是 ；（2）实验中小华将蘸水的吸盘放在光滑玻璃板上，用力挤压吸盘的目的是；（3）如果实验中小华所用的弹簧测力计的量程是05N,吸盘与玻璃板的接触面积是10cm2

14、,她（选填“能”或“不能”）测出大气压的大小（设大气压约为L0xl（）5pa）；（4）小华又把玻璃板分别斜放、立放，使弹簧测力计向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值，这说明大气.【答案】（1） BCA； （2）排尽吸盘内部空气；（3）不能；（4）向各个方向都有压强。【解析】（1）前三步的目的是为了测量拉力F的大小，所以应先挤压排气，再拉，再记数，正确顺序应为BCA。蘸水和用力挤压吸盘都是为了尽量将吸盘内的空气排干净，这样里面没有气压，外面的大气压才能将其紧紧压在玻璃板上。F(3)根据 p= 可得 F=pS=I.O 105Pa10 10-4m2= 100N至少需要一个量程为100N的测力计，所

15、以用量程05N的弹簧测力计是不能测出大气压的大小的。（4）大气压强也像液体的压强一样，是向各个方向都有的。因此小华又把玻璃板分别斜放、立放，使弹簧测力计向不同方向拉吸盘，也都测出了大气压的值。练习3： （2020八下江阴期末）兴趣小组的同学利用周末开展一次登山活动，他们想利用随身携带的注射器、弹簧测力计、细线、刻度尺等相关用品测量山顶的大气压。测量方案如下：A Bxmr!C甲乙A.把注射器的活塞推至注射器针筒的底端，然后用橡皮帽封住注射器小孔B.如图甲所示，用细线拴住注射器活塞颈部，使线的一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢慢拉动针筒，当活塞刚开始滑动时，记下弹簧测力计的示数为FC.读出注射器针筒上有刻度部分的容积VD